2020 Fiscal Year Annual Research Report
力検出を用いた近接場ラマン光学顕微鏡の単原子観察条件の研究
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19K22144
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
李 艶君 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50379137)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 近接場顕微鏡 / ラマン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラマン効果は、分子や結晶の振動準位や回転準位などの分光に広く用いられている現象である。これまで物質近傍に局在するラマン散乱光（近接場ラマン光）を検出し、回折限界を超える近接場ラマン顕微鏡を実現しようとする試みが行われてきた。しかし、金属探針の先端に光を照射し増強電場を発生させ、近接場ラマン光を伝搬光に変換する方式では、原子分解能（0.2nm以下）での観察は困難であった。本研究は、物質表面の構造と振動準位を原子分解能で観察可能な次世代の近接場ラマン光学顕微鏡を開発するとともに、その原子分解能観察の条件を解明することを目的とする。当該年度は、下記の課題について研究を実施した。１）ラマン光を効率的に励起するため、ギャップモードによる増強電場を用いた。試料としては、原子レベルで清浄で平坦な表面が容易に得られる銀(Ag)の(001)表面上に吸着させた銅フタロシアニン分子を取り上げた。金属探針としては、金(Au)コート探針を用いた。
２）ラマン光を最も高感度に測定するための条件を実験的に検討した。具体的には、ラマン光による力の探針・試料間距離依存性を測定し、数値計算により、様々なカンチレバーの振動振幅に対する力の探針・試料間距離依存性を導出する。この距離依存性に対して信号対雑音比を求め、最も感度の良くなる振動振幅を求めた。
３）銅フタロシアニン分子のラマン光の分布を超高感度・超高分解能に観察することを試みた。
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